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無線自組網(wǎng)都有哪些突出的結(jié)構(gòu)特點

  2021-06-11

 無線自組網(wǎng)主要是通過一組平等地位的節(jié)點,采用多跳互聯(lián)的形式形成遠距離數(shù)據(jù)傳輸,通過無線信道將這些節(jié)點鏈接到了一起,同時允許節(jié)點之間擁有動態(tài)移動,其網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)也能夠根據(jù)不同環(huán)境條件做不同的變化,由于每個節(jié)點都擁有著主機和路由器功能平等地位,所以每個節(jié)點之間即使出現(xiàn)被破壞或故障,相鄰之間的節(jié)點仍然可以選擇性替代其斷開的節(jié)點。在自組網(wǎng)網(wǎng)絡中,每一個節(jié)點即可以作為主機與機器保持交互,又能充當路由根據(jù)路由協(xié)議動態(tài)更新與維護網(wǎng)絡。

無線自組網(wǎng)網(wǎng)絡

  (1)動態(tài)節(jié)點結(jié)構(gòu)

       分布式組網(wǎng),不同于過去組網(wǎng)方式,其節(jié)點擁有著高度自治性,可以將網(wǎng)絡控制能力分散分布到每個節(jié)點上。

  (2)靈活的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)

       無線自組網(wǎng)網(wǎng)絡分為對等式結(jié)構(gòu)(也就是平面網(wǎng)絡結(jié)構(gòu))和層次結(jié)構(gòu),平面網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)節(jié)點間存在多條路徑,具有平衡負載和優(yōu)化路由的特點,安全性方面比較健壯,但是覆蓋范圍小,節(jié)點密集網(wǎng)絡中控制開銷較大。層次結(jié)構(gòu)以簇劃分,每個簇又由簇首節(jié)點和簇員節(jié)點構(gòu)成。層次結(jié)構(gòu)中的簇首可以預先指定也可以使用一定的算法進行選擇產(chǎn)生,簇首節(jié)點的作用是負責數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。

  (3)分布式操作

        節(jié)點通過分布式路由協(xié)議進行互相連接,每個節(jié)點對等,既作為主機也作為路由,且一個節(jié)點的退出不會影響到整個網(wǎng)絡。

  在自組網(wǎng)路由協(xié)議上,目前普遍認可的無線自組網(wǎng)路由協(xié)議有 DSR、AODV、OLSR 和 ZRP。這些協(xié)議一般以廣播組播方式建立路由表,并以減少廣播風暴為核心。路由協(xié)議得研究直到今天仍然是自組網(wǎng)的主題,其中以OLSR(Optimized Link State Routing)這類平面拓撲先應式路由協(xié)議已經(jīng)被IETF 作為無線自組網(wǎng)的一種路由協(xié)議標準,它采用兩種控制消息包,分別是 Hello 包和 TC(Topolpgy Control)包。

  OLSR 采用周期性地廣播 Hello 包來建立鄰居節(jié)點的狀態(tài)。節(jié)點間的鏈接狀態(tài)包括:非對稱鏈接,對稱鏈接,MPR 鏈接(Multi Point Relay)和失效鏈接。由于 MPR 節(jié)點的存在,OLSR 路由協(xié)議可以實現(xiàn)選擇性洪范,而不是無差別的非選擇性洪泛,減少了一定的網(wǎng)絡開銷。如圖 2-2 所示。

  OLSR 通過 Hello 包和 TC 包獲得路由計算所需的兩個表:鄰居表和拓撲表。節(jié)點在這兩張表的基礎上,利用有向圖的 Dijkstra 最短路徑算法節(jié)點計算出當前時刻的路由表。

  AODV協(xié)議(Ad Hoc On Demand Distance Vector)是一種反應式路由協(xié)議。它不維護整個網(wǎng)絡的全局傳輸信息。節(jié)點認為的有效路徑是在為該路徑設置的時間內(nèi)至少有一個數(shù)據(jù)包傳輸。因此,在 AODV 中,僅當必須將源節(jié)點連接到目標節(jié)點并且沒有有效路徑時,才創(chuàng)建并聲明路由發(fā)現(xiàn)包。AODV 動態(tài)建立整個路由表,每個節(jié)點維護一個計數(shù)器以刪除未使用或無效的路由。AODV 的主要缺點是它不支持非對稱鏈路。它僅支持雙方都可以發(fā)送數(shù)據(jù)包的對稱鏈接。

  DSR(Dynamic Source Routing)也是一種廣泛使用的路由協(xié)議。由于 DSR 協(xié)議中的每個數(shù)據(jù)包都包含節(jié)點路由的完整列表,因此所有發(fā)送或接收數(shù)據(jù)包的節(jié)點都將存儲路由信息以進行備份,無論該節(jié)點是隨時移動還是保持移動,DSR 都會快速更改網(wǎng)絡拓撲以保持更好的狀態(tài)表現(xiàn)。

  ZRP協(xié)議(Zone Routing Protocol)結(jié)合了預路由協(xié)議和反應式路由協(xié)議的特性,并且它通過將節(jié)點的活動協(xié)議更新數(shù)據(jù)包的傳播范圍限制在一定數(shù)量的區(qū)域內(nèi),從而降低了路由控制數(shù)據(jù)包的成本。在與區(qū)域外的節(jié)點通信時,則選用反應式路由協(xié)議完成。

  文字引用資料來源:東北電力大學工程碩士學位論文

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